RU203023U1 - Судно на подводных винтах - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к транспортным средствам, передвигающимся по поверхности водоемов, с частичным или полным выходом корпуса судна из воды, состоит из надводного корпуса с двигательной установкой, включающей в себя четыре мотора, четырех приводных валов, соединенных каждый со своим мотором и направленных вниз, под днище судна, и четырех несущих винтов с лопастями, установленных на подводных концах приводных валов, оси вращения двух приводных валов перпендикулярны основной плоскости судна, а два приводных вала снабжены механизмом, позволяющим отклонять оси их вращения от перпендикуляра к основной плоскости судна, при этом все несущие винты находятся в полностью погруженном положении при любом режиме движения судна.Технический результат заключается в повышении надежности работы, маневренности и энергоэффективности передвижения судна при любых скоростях, как по глубокой воде, так и на мелководье.

Description

Полезная модель относится к транспортным средствам, передвигающимся по поверхности водоемов.

Известны и широко применяются суда на подводных крыльях, которые имеют корпус с двигательной установкой, винтовой или водометный движитель, сообщающий судну горизонтальную скорость, и установленные под водой крылья, которые, при наборе судном определенной скорости, поднимают корпус судна над поверхностью воды. Главными достоинствами судов на подводных крыльях по сравнению с судами, плавающими в водоизмещающем режиме, являются лучшая энергетическая экономичность при больших скоростях передвижения и меньшая чувствительность к волнениям на поверхности воды. Недостатками судов на подводных крыльях является их низкая маневренность, как на большой, так и на малой скорости, а также большая осадка в водоизмещающем режиме, не позволяющая передвигаться по мелководью.

Известен аппарат на подводных крыльях по а.с. СССР №312788, принятый за прототип.

Вышеуказанный аппарат на подводных крыльях содержит корпус и попарно расположенные по бортам крыльевые комплексы. Каждый крыльевой комплекс выполнен в виде винта с несущими подводными крыльями-лопастями, диск вращения которого расположен наклонно к поверхности воды, а вал винта наклонно расположен в плоскости шпангоута и имеет привод вращения.

Недостатки: При малой скорости вращения винтов аппарат находится в водоизмещяющем положении и полностью неуправляем, т.к. тяга всех винтов взаимно уравновешена. При большой скорости вращения винтов корпус аппарата и большая часть поверхности винтов поднимаются над водой, под водой остаются лишь небольшие части крыльев-лопастей. В таком режиме движения на выступающие над поверхностью воды и вращающиеся с высокой скоростью лопасти действует большая аэродинамическая сила сопротивления, а подводные концы лопастей испытывают большое гидродинамическое сопротивление из-за частого соударения с поверхностью воды. Это приводит к низкой энергоэффективности такого способа передвижения по воде. Кроме того, при движении аппарат управляется по курсу лишь хвостовым рулем, что отрицательно сказывается на его маневренности. Для создания подъемной и движущей силы используется лишь небольшая часть лопастей-крыльев, что приводит к укрупнению несущих винтов, снижению их прочности, и, следовательно, к снижению надежности всего аппарата.

Технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является устранение отмеченных недостатков. Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении надежности работы, маневренности и энергоэффективности передвижения судна при любых скоростях, как по глубокой воде, так и на мелководье.

Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что

судно на подводных винтах, предназначенное для передвижения по поверхности водоемов с частичным или полным выходом корпуса судна из воды, состоит из надводного корпуса с двигательной установкой, включающей в себя четыре мотора, четырех приводных валов, соединенных каждый со своим мотором и направленных вниз, под днище судна, и четырех несущих винтов с лопастями, установленных на подводных концах приводных валов, оси вращения двух приводных валов перпендикулярны основной плоскости судна, а два приводных вала снабжены механизмом, позволяющим отклонять оси их вращения от перпендикуляра к основной плоскости судна, при этом все несущие винты находятся в полностью погруженном положении при любом режиме движения судна.

Дополнительно судно может быть оснащено механизмами для изменения угла атаки лопастей несущих винтов.

Один из возможных вариантов исполнения конструкции судна поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено судно в режиме неподвижного висения над поверхностью воды, а на фиг. 2 - судно в режиме движения вперед.

Судно на подводных винтах состоит из корпуса 1 с размещенными в нем двумя моторами (на чертеже не показаны), вращающими два кормовых приводных вала 2, направленных вертикально вниз под воду, перпендикулярно основной плоскости судна, установленных на подводных концах приводных валов 2 несущих винтов 3 с лопастями, и поворотного узла 4, к которому присоединены два мотора 5, вращающие два носовых приводных вала 6 с несущими винтами 7. Поворотный узел 4 служит для отклонения оси вращения носовых приводных валов 6 вперед-назад по направлению движения судна. Поворотный узел 4 может быть выполнен, например, в виде червячной передачи со штурвалом. Судно на подводных винтах функционирует следующим образом.

С выключенными моторами и при неподвижных несущих винтах 3 и 7 судно плавает в водоизмещающем положении. При начале вращения несущих винтов 3 и 7 на судно начинает действовать сила тяги винтов, направленная вверх, корпус судна 1 выходит их воды и приподнимается над поверхностью водоема. Несущие винты 3 и 7 вращаются попарно в разные стороны (по и против часовой стрелки), их реактивные моменты вращения взаимно уравновешены. Для разворота корпуса 1 судна на месте в какую-либо сторону два винта 3 и 7, вращающихся по часовой стрелке уменьшают или увеличивают скорость своего вращения, при этом, два винта 3 и 7, вращающихся против часовой стрелки, наоборот, увеличивают или уменьшают скорость своего вращения. Судно при этом поворачивается по или против часовой стрелки вокруг вертикальной оси. При уменьшении частоты вращения винтов 3 и 7, установленных по правому борту суда, при одновременном увеличении частоты вращения винтов 3 и 7, установленных по левому борту суда, корпус 1 судна кренится на правый борт, и судно движется вправо. При уменьшении частоты вращения винтов 3 и 7, установленных по левому борту суда, при одновременном увеличении частоты вращения винтов 3 и 7, установленных по правому борту суда, корпус 1 судна кренится на левый борт, и судно движется влево.

Для движения судна вперед или назад два носовых приводных вала 6 с помощью поворотного узла 4 отклоняют, соответственно, назад или вперед (см. фиг. 2). При любом отклонении от вертикали осей вращения носовых приводных валов 6 уменьшается вертикальная составляющая вектора тяги несущих винтов 7, поэтому, для компенсации этого уменьшения, моторы 5 должны несколько увеличить скорость вращения валов 6.

Все несущие винты при любом режиме движения судна всегда находятся полностью под водой, следовательно, вся площадь поверхности лопастей несущих винтов 3 и 7 участвует в создании вертикальной и горизонтальной тяги, что позволяет применять винты относительно небольших размеров, обладающих большой жесткостью и прочностью.

Таким образом, данная конструкция судна на несущих винтах позволяет достичь большей надежности работы, маневренности и энергоэффективности передвижения судна при любых скоростях по сравнению с аппаратом-прототипом и судами на подводных крыльях.

Claims (2)

1. Судно на подводных винтах, предназначенное для передвижения по поверхности водоемов с частичным или полным выходом корпуса судна из воды, состоящее из надводного корпуса с двигательной установкой, включающей в себя четыре мотора, четырех приводных валов, соединенных каждый со своим мотором и направленных вниз, под днище судна, и четырех несущих винтов с лопастями, установленных на подводных концах приводных валов, отличающееся тем, что оси вращения двух приводных валов перпендикулярны основной плоскости судна, а два приводных вала снабжены механизмом, позволяющим отклонять оси их вращения от перпендикуляра к основной плоскости судна.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что несущие винты снабжены механизмами изменения угла атаки лопастей.

Images